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自動化控制技術(shù)在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的作用

時間:2022-08-19 05:46:42 自動化論文 我要投稿
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自動化控制技術(shù)在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的作用

摘要:煤礦企業(yè)在工作過程中對環(huán)境的要求比較高,但危險(xiǎn)性也比較高,所以一旦在煤礦生產(chǎn)中出現(xiàn)微小的隱患,極有可能導(dǎo)致重大安全事故發(fā)生,無論是對企業(yè)還是對員工的生命財(cái)產(chǎn)安全都會造成非常大的威脅,因此在煤礦企業(yè)中,安全問題始終是放在第一位的。伴隨著科技的不斷進(jìn)步以及自動化控制技術(shù)的不斷研究,煤礦企業(yè)的通風(fēng)情況得到了很大程度的改善,這使煤礦企業(yè)的工作環(huán)境得到有效的改善,不僅為煤礦工作人員提供一個有安全保障的工作環(huán)境,同時自動化控制技術(shù)的應(yīng)用也在很大程度上對傳統(tǒng)的通風(fēng)技術(shù)存在的一些缺陷進(jìn)行了改進(jìn),有效地保證了煤礦作業(yè)的安全。

自動化控制技術(shù)在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的作用

關(guān)鍵詞:自動化控制技術(shù);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);煤礦通風(fēng)系統(tǒng);生產(chǎn)安全

在煤礦企業(yè)中,良好的通風(fēng)系統(tǒng)是企業(yè)生產(chǎn)安全的有效保證。煤礦生產(chǎn)過程中只有建立良好的通風(fēng)系統(tǒng),才能保證有害氣體順利排出和及時注入新鮮的空氣,使煤礦生產(chǎn)環(huán)境始終處于安全中。但傳統(tǒng)的通風(fēng)系統(tǒng)中存在的缺陷大多需要人工維護(hù),不僅造成了人力的浪費(fèi),同時整個通風(fēng)系統(tǒng)都不能在最佳的運(yùn)行條件下運(yùn)行,F(xiàn)在解決這種現(xiàn)狀的最佳途徑是應(yīng)用自動化控制技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用不僅能讓整個通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動化管理,也能保證隨時對整個通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控,保證在運(yùn)行過程中一旦發(fā)現(xiàn)問題能及時進(jìn)行維護(hù)。這樣不僅大大提高了通風(fēng)系統(tǒng)的安全性,同時,對于節(jié)約成本、提高管理效率非常有幫助。所以研究自動化控制技術(shù)在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用,能為煤礦安全作業(yè)提供有效保障。

1煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的作用

1.1保障作業(yè)人員的安全

目前我國的主要能源來源之一就是煤炭,而伴隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,科技的不斷進(jìn)步,人們對于煤炭的需求量也在不斷增加,促使煤炭的開采量也逐年呈現(xiàn)出上升趨勢。由于我國煤炭開采技術(shù)的局限性,目前所投入的人力資源相對較大,所以在開采過程中發(fā)生的事故也比較多。在這一方面我國相關(guān)部委給予了足夠重視,并且針對相關(guān)問題出臺了相應(yīng)的管理規(guī)章制度。然而導(dǎo)致煤礦出現(xiàn)突發(fā)事故的原因是多種多樣的,而導(dǎo)致眾多突發(fā)事故的原因中比較嚴(yán)峻的就是通風(fēng)問題。要想使煤炭開采過程中安全問題得到基本的保障,首先需要確保煤礦通風(fēng)系統(tǒng)良好有效地運(yùn)行。由于在煤礦企業(yè)生產(chǎn)過程中,一般煤炭開采的地理位置是十分特殊的,所以說對配套的通風(fēng)系統(tǒng)的要求也會比較高[1]。煤礦不斷地開采,其深度也在不斷地增加,而空氣質(zhì)量則越來越差,所產(chǎn)生的有毒氣體也會越來越多。特別對于開采深度較深的煤礦,礦井有害氣體的濃度會更大,O2含量會更少,很容易出現(xiàn)工作人員中毒現(xiàn)象,嚴(yán)重威脅著工作人員的生命安全。良好的煤礦通風(fēng)系統(tǒng)不僅可以保證工作人員的自身安全,也是開采工作順利進(jìn)行的前提保證。科學(xué)合理的煤礦通風(fēng)系統(tǒng)可以保證不斷有新鮮的空氣輸送到煤礦深處,既減少了有毒氣體的含量,同時也可以將煤礦礦井深處的熱量和水蒸氣排出,有效地改善煤礦礦井中的環(huán)境,保障煤礦工作人員的安全。

1.2降低瓦斯事故的發(fā)生

無論是對員工的安全,還是對煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益,煤礦安全事故都是巨大的威脅,尤其是其中影響最大、發(fā)生概率最高、破壞性最大的瓦斯爆炸。針對煤礦瓦斯爆炸,我國給予了足夠的重視,并且出臺了相應(yīng)的管理規(guī)章制度,降低了瓦斯爆炸的發(fā)生概率。其中防止煤礦瓦斯爆炸發(fā)生的有效途徑就是保證良好的通風(fēng),提高煤礦礦井中空氣質(zhì)量,同時降低煤礦礦井中有害氣體的含量,將O2和CO2的濃度控制在一定的范圍內(nèi)。通過科學(xué)合理使用煤礦通風(fēng)系統(tǒng),可以在很大程度上改善煤礦礦井的空氣質(zhì)量以及衛(wèi)生條件,同時對于煤礦礦井中的溫度、濕度等也能起到有效的調(diào)節(jié)作用。煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的有效使用,不僅可以提高煤礦礦井的安全、防止發(fā)生煤礦瓦斯爆炸,同時也可以提高煤礦開采的效率[2]。

2自動化控制系統(tǒng)及其在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1自動化控制系統(tǒng)的概念

目前我國的工業(yè)化進(jìn)程發(fā)展十分迅速,所以對自動化控制技術(shù)的需求也越來越大。伴隨著自動化控制技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛,在工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程中其影響力以及所發(fā)揮的作用也越來越大,在各個領(lǐng)域中都表現(xiàn)出了其獨(dú)有的重要性以及良好的應(yīng)用特點(diǎn)。自動化控制技術(shù)的眾多核心構(gòu)成部分中,最主要可以分成開環(huán)和閉環(huán)兩個部分。閉環(huán)所指的就是通過傳感器的使用可以將煤礦通風(fēng)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中所控制的一些對象的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時檢測,并將這些模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息反饋給控制裝置,控制裝置將所得到的信息和標(biāo)準(zhǔn)化信息進(jìn)行對比之后可以及時地找到問題所在,并且可以參照標(biāo)準(zhǔn)化信息對有缺陷的地方進(jìn)行修改,做到隨時監(jiān)控、及時補(bǔ)救。而開環(huán)控制所指的就是利用多種控制系統(tǒng)對控制系統(tǒng)所發(fā)出的信號進(jìn)行檢測控制,應(yīng)用到程序之中。自動化控制系統(tǒng)主要就是通過開環(huán)和閉環(huán)控制,做到電子技術(shù)利用程序控制,實(shí)現(xiàn)自動化控制。

2.2自動化控制系統(tǒng)原理

在煤礦的自動控制系統(tǒng)中,所采用的控制系統(tǒng)一般是分布式控制系統(tǒng),主要是通過計(jì)算機(jī)對整個系統(tǒng)進(jìn)行分散式控制。這種控制方式的優(yōu)勢就是控制分散,但仍可以進(jìn)行集中管理。通常運(yùn)用分布式控制系統(tǒng)的企業(yè)所采用的基礎(chǔ)設(shè)備是利用網(wǎng)絡(luò)的微處理器,如此可以有效地避免集中控制所造成的一些弊端。在整個控制過程中首先通過對煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量、靜壓、全壓等信息進(jìn)行測量、統(tǒng)計(jì),然后將數(shù)據(jù)傳送到總站之后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,最終推算出安全系數(shù),將最佳風(fēng)量的控制數(shù)值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的指令,對各個分站進(jìn)行控制,做到合理有效地將風(fēng)量進(jìn)行分配。在整個自動化控制系統(tǒng)中,核心部件就是中央處理器,通過分布式系統(tǒng)的使用可以有效進(jìn)行各路系統(tǒng)的調(diào)控,同時也可以實(shí)現(xiàn)多任務(wù)同時處理,大大提高了管理的效率。目前分布式控制系統(tǒng)的研究也在逐漸完善,控制更加簡便,并且效率也大大提高。

2.3煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中自動化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在煤礦生產(chǎn)流程中煤礦通風(fēng)系統(tǒng)是主要的分支之一,在煤礦生產(chǎn)過程中所起到的作用主要是有效地排放粉塵以及有害氣體等,保證煤礦生產(chǎn)環(huán)境的空氣質(zhì)量,降低有害氣體的濃度,做到工作環(huán)境和外部空氣的有效流通。自動化控制系統(tǒng)科學(xué)、合理地在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中應(yīng)用,有效地避免了人工通風(fēng)的弊端,提高了工作環(huán)境中的空氣質(zhì)量,為煤礦礦井安全生產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。據(jù)現(xiàn)代通風(fēng)系統(tǒng)的自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論來看,整個系統(tǒng)主要由控制部分、通風(fēng)執(zhí)行部分、傳輸部分等3個部分構(gòu)建。其中集中控制部分屬于命令的發(fā)布地,對通風(fēng)的總體情況進(jìn)行控制。而通風(fēng)執(zhí)行部分則是將命令轉(zhuǎn)換成實(shí)際的操作,傳輸部分所起到的作用就是對煤礦通風(fēng)工作的后期檢查以及煤礦主通風(fēng)機(jī)、局部通風(fēng)機(jī)等通風(fēng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控[3]。

3自動化控制系統(tǒng)在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中的具體應(yīng)用

3.1自動檢查煤礦生產(chǎn)中的故障并發(fā)出警報(bào)

在煤礦生產(chǎn)過程中,通過自動化控制技術(shù)的應(yīng)用可以對整個生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控,同時對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速、準(zhǔn)確、有效地分析,從而確保每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都不會出錯;自動化控制系統(tǒng)也可以在被監(jiān)控設(shè)備發(fā)生故障之后,及時地發(fā)出警報(bào)提醒工作人員故障發(fā)生的地點(diǎn)及原因。通過及時發(fā)現(xiàn)故障發(fā)生的地點(diǎn)及原因,可以快速、有效地解決問題,保證煤礦生產(chǎn)以及通風(fēng)系統(tǒng)及時恢復(fù)到正常水平,有效地避免了由通風(fēng)問題而導(dǎo)致正常的煤礦生產(chǎn)受到影響。自動化控制技術(shù)的煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用不僅在很大程度上緩解了工作人員的工作強(qiáng)度,進(jìn)一步完善了工作人員自身安全保障基礎(chǔ),同時對整個煤礦礦井生產(chǎn)效率也起到了極大的促進(jìn)作用[4]。

3.2能夠?qū)ο嚓P(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行打印和查詢

自動化控制系統(tǒng)可將煤礦生產(chǎn)中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行打印并具有隨時查詢的功能。利用自動化控制系統(tǒng)的共享功能,煤礦生產(chǎn)企業(yè)各相關(guān)部門均可通過系統(tǒng)及時查詢、打印到存儲在系統(tǒng)中的各項(xiàng)通風(fēng)數(shù)據(jù),為及時發(fā)現(xiàn)已建立的煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的不足之處提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ),并方便煤礦生產(chǎn)企業(yè)各相關(guān)部門隨時提出對通風(fēng)系統(tǒng)的改進(jìn)意見。打印功能的使用可減少工作人員重復(fù)查詢系統(tǒng)數(shù)據(jù)的時間,不僅有效地節(jié)約了勞動力成本,而且提高了煤礦生產(chǎn)企業(yè)各部門間的協(xié)作效率[5]。

4結(jié)語

將自動化控制技術(shù)應(yīng)用于煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中,不僅實(shí)現(xiàn)了對通風(fēng)指令的有效控制,同時通風(fēng)系統(tǒng)中采用高精度、高傳輸速率的傳感器可最大限度地提升通風(fēng)參數(shù)的信息反饋,使整個通風(fēng)控制系統(tǒng)能夠快速、高效地運(yùn)行,確保煤礦通風(fēng)系統(tǒng)安全運(yùn)行。綜上所述,自動化控制技術(shù)應(yīng)用到煤礦通風(fēng)系統(tǒng)是一種有效的優(yōu)化手段,同時也可引導(dǎo)我國的煤礦通風(fēng)系統(tǒng)安全技術(shù)全面升級[6]。

參考文獻(xiàn):

[1]賀文陽.自動化控制技術(shù)在煤礦通風(fēng)機(jī)械設(shè)備維護(hù)中的應(yīng)用[J].機(jī)械管理開發(fā),2016(12):106-107.

[2]宋偉.煤礦通風(fēng)與自動化安全控制技術(shù)應(yīng)用分析[J].機(jī)械管理開發(fā),2016(09):109-110.

[3]陳強(qiáng),蘇鋒,焦士海.煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中自動化控制技術(shù)的實(shí)踐運(yùn)用探索[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊,2017(24):59.

[4]廖斯維.基于自動化監(jiān)控的煤礦通風(fēng)系統(tǒng)分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015(21):111.

[5]李鵬.基于自動化控制的煤礦通風(fēng)系統(tǒng)研究[J].能源與節(jié)能,2015(5):140-141.

[6]郎瑞峰.電氣自動化控制技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用探討[J].工業(yè)設(shè)計(jì),2015(5):81-82.

作者:鄧鵬 單位:國家煤礦防塵通風(fēng)安全產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心 中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司